Revista Brasileira de Ciência do Solo
ISSN: 0100-0683
[email protected]
Sociedade Brasileira de Ciência do Solo
Brasil
SILVA, J. E.; RESCK, D. V. S.; SHARMA, R. D.
ALTERNATIVA AGRONÔMICA PARA O BIOSSÓLIDO PRODUZIDO NO DISTRITO FEDERAL. I EFEITO NA PRODUÇÃO DE MILHO E NA ADIÇÃO DE METAIS PESADOS EM LATOSSOLO NO
CERRADO
Revista Brasileira de Ciência do Solo, vol. 26, núm. 2, 2002, pp. 487-495
Sociedade Brasileira de Ciência do Solo
Viçosa, Brasil
Disponível em: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=180218325024
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ALTERNATIVA AGRONÔMICA PARA O BIOSSÓLIDO... I - EFEITO NA PRODUÇÃO DE MILHO...
487
SEÇÃO IX - POLUIÇÃO DO SOLO
E QUALIDADE AMBIENTAL
ALTERNATIVA AGRONÔMICA PARA O BIOSSÓLIDO
PRODUZIDO NO DISTRITO FEDERAL. I – EFEITO NA
PRODUÇÃO DE MILHO E NA ADIÇÃO DE METAIS
PESADOS EM LATOSSOLO NO CERRADO(1)
J. E. SILVA(2), D. V. S. RESCK(2) & R. D. SHARMA(2)
RESUMO
O crescimento urbano em Brasília aumentou o volume de esgoto doméstico
coletado, gerando maior volume de biossólido – resíduo final do tratamento do
esgoto – depositado nos pátios da Companhia de Água e Esgoto de Brasília (CAESB).
Embora ainda haja carência de informações técnicas que possam garantir
segurança ambiental, viabilidade econômica e satisfação social de seu uso, a maior
parte do biossólido tem sido utilizada como condicionador de solos e fertilizante
pelos agricultores nas áreas agrícolas vizinhas. Neste trabalho, o biossólido, que
continha 90 dag kg-1 de água (10 dag kg-1 de matéria seca), foi aplicado a um
Latossolo Vermelho distrófico, em doses únicas de 54, 108 e 216 t ha-1. Na menor
dose e sem qualquer adição de outros fertilizantes, o material forneceu nutrientes
para o milho por três anos, resultando em uma produtividade média de grãos de
4.700 kg ha-1. O modelo de ajuste aos dados, definido pela equação quadrática
Y = 2349,3** + 41,579**x – 0,1097**x2, R2 = 0,9824**, em que Y representa a
produtividade de milho (kg ha-1) e x, a dose de biossólido úmido aplicado (t ha-1),
estima que a aplicação de 189,51 t ha-1 produziria o rendimento máximo de milho.
Usando-se o fósforo (P2O5) como referência, o biossólido foi mais eficiente do
que a adubação mineral com superfosfato triplo, apresentando um valor
fertilizante médio de 125 % nos três anos de cultivo. Na dose de 54 t ha-1, o
biossólido da CAESB incorpora ao solo 240 kg de P2O5, 320 kg de N, 160 kg de
Ca, 13 kg de K2O. As concentrações dos metais pesados (Cd, Pb e Hg) presentes
no biossólido são muito inferiores aos limites críticos para aplicação do material,
e a aplicação de 54 t ha-1 de biossólido úmido incorpora ao solo pequenas
quantidades daqueles metais, indicando que a contaminação do solo por aqueles
poluentes não constituirá problema, desde que o esgoto urbano não receba
contaminação por resíduos industriais.
Termos para indexação: resíduos urbanos, lodo de esgoto, biossólido, metais
pesados.
(1)
(2)
Recebido para publicação em fevereiro de 2000 e aprovado em fevereiro de 2002.
Engenheiro-Agrônomo da Embrapa Cerrado. Rod. BR 020, Km 18, Caixa Postal 08223, CEP 73301-970 Planaltina (DF). E-mail:
[email protected]
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488
J.E. SILVA et al.
SUMMARY: AGRONOMIC ALTERNATIVE USE FOR THE BIOSOLID
GENERATED IN THE FEDERAL DISTRICT. I – ITS EFFECT ON
CORN PRODUCTION AND HEAVY METAL INCORPORATION
IN A CERRADO OXISOL
Brasilia’s urban growth has caused the increase of domestic sewage sludge, production
generating a large volume of biosolid - a final product of sludge treatment - deposited at the
Companhia de Saneamento de Brasilia (CAESB) sewage treatment plants. Although there
is still a lack of technical data on health, environmental safety and economic viability, it
has been used as a soil amendment and fertilizer by farmers in the neighbouring areas. The
biosolid produced at one of the sewage treatment plants of CAESB, with a water content of
90 dag kg-1 (10 dag kg-1 dry matter), was tested as a fertilizer for corn production in an
Oxisol at rates of 54, 108 and 216 t ha-1. Results showed that, after three years, a sole
application of 54 t ha-1 of biosolid maintained an average corn yield of 4,700 kg ha-1. The
regression model, adjusted by a quadratic polynomial equation, Y = 2349.3** + 41.579**x
– 0.1097**x2, R2 = 0.9824**, where Y is the corn grain productivity (kg ha-1) and x, the rate
of applied biosolid (t ha-1), showed that maximum yield would be obtained at the rate of
189.51 t ha-1. Using the phosphorus (P2O5) content as a reference to plant requirement, the
biosolid was more efficient than chemical fertilization with triple superphosphate, giving
an average fertilizer value of 125 % during the three year-period of cultivation. At the rate
of 54 t ha-1, the biosolid added to the soil 240 kg of P2O5, 320 kg of N, 160 kg of Ca and
13 kg of K2O. Heavy metal (Cd, Pb e Hg) concentration in this biosolid is much lower than
the critical concentration limit established for its use, and the application of 54 t ha-1 of wet
biosolid adds very small amounts of those metals, which suggests that soil contamination
by those pollutants will not be a problem unless industrial residues contaminate the urban
sludge.
Index terms: urban residues, sewage sludge, biosolid, heavy metals.
INTRODUÇÃO
O lodo de esgoto, resíduo do tratamento do esgoto,
atualmente denominado biossólido, é um produto
que se acumula nos pátios das Estações de
Tratamento de Esgoto (ETEs), podendo constituir
mais uma ameaça ao ambiente, caso não sejam
encontradas alternativas viáveis do ponto de vista
social, econômico e ambiental para sua utilização.
No Distrito Federal, atualmente com 1,6 milhão de
habitantes, a massa total de biossólido produzida
pela CAESB é de 200 t dia-1 (peso úmido com 15 %
de sólidos), sendo 120 t dia-1 na ETE Sul e 80 t dia-1
na ETE Norte. Há sete anos, Pinto et al. (1995)
projetaram que, no ano 2000, o volume de esgoto
processado pela CAESB seria de 440.000 m3 dia-1,
produzindo 227 m3 dia-1 de lodo. Tal previsão, que
ora se concretiza, demanda pesquisas sobre formas
viáveis de reciclagem desse material.
Dentre as alternativas de uso do biossólido estão
a peletização, a incineração e a produção de energia
(Goldstein et al., 1998); entretanto, a reciclagem via
utilização agronômica, em suas diversas
modalidades (recuperação de áreas degradadas,
compostagem, fertilizante para produção de grãos),
é a forma que apresenta maior potencial graças à
sua atuação como fertilizante e condicionador de
R. Bras. Ci. Solo, 26:487-495, 2002
solos. O biossólido tem sido utilizado na melhoria
de solos em áreas florestadas (Smith, 1997), na
recuperação de áreas degradadas (Wisniewski et al.,
1996; White et al., 1997), como fertilizante, nas
culturas de soja e trigo (Brown et al., 1997), milho
(Crohn, 1996; Biscaia & Miranda, 1996; Lourenço et
al., 1996; Silva et al., 1997), feijão e girassol
(Deschamps & Favaretto, 1997), em hortaliças, como
tomate, abóbora (Ozores-Hampton et al., 1997) e até
mesmo em alface (Sloan et al., 1997).
A presença de patógenos e parasitas constitui
limitação ao uso do lodo de esgoto na agricultura,
principalmente na produção de hortaliças, pois,
segundo Jofre (1997), solos tratados com biossólidos
não podem ser considerados livres de patógenos por
pelo menos um ano após a aplicação. Outra limitação
ao uso de biossólidos em geral é a presença de metais
pesados (Ozores-Hampton et al., 1997; White et al.,
1997; Sloan et al., 1997; Moreno-Caselles et al., 1997),
bastante comum em materiais oriundos de áreas com
alta concentração de indústrias poluentes.
Neste trabalho, o biossólido produzido na ETE
Norte da CAESB foi testado, em condições de campo,
como fertilizante na produção de milho, avaliandose, também, sua eficiência como fonte de fósforo em
comparação ao superfosfato triplo, aplicado em doses
equivalentes, e o aporte de metais pesados pela
aplicação do material ao solo.
ALTERNATIVA AGRONÔMICA PARA O BIOSSÓLIDO... I - EFEITO NA PRODUÇÃO DE MILHO...
MATERIAL E MÉTODOS
A caracterização química do biossólido da CAESB
foi realizada em amostras retiradas do material
recém-saído da linha final de produção da Estação
de Tratamento de Esgoto Norte (ETE-Norte) de
Brasília e transportado para um depósito provisório
na Embrapa Cerrados, onde permaneceu até o
momento de aplicação ao solo. Foram coletadas cinco
amostras em recipientes com capacidade de um litro.
Após a medição do volume e do peso inicial, as
amostras foram colocadas em estufa para secar até
atingir o conteúdo de água de 10 dag kg-1; nessas
condições, foram encaminhadas ao laboratório e
analisadas, segundo EMBRAPA (1997). No quadro 1,
a coluna CAESB mostra a composição química do
biossólido citada em trabalhos da CAESB (1993) e
Borges et al. (1995), com resultados expressos em
base seca do material. A coluna CPAC mostra os
resultados da análise realizada nos laboratórios da
Embrapa Cerrados, usando-se as amostras de lodo
seco com conteúdo de água de 10 dag kg -1 de
material.
O teste do biossólido úmido como fertilizante para
milho foi realizado no período de 1995/1996 até 1997/
1998 (três anos agrícolas), na Embrapa Cerrados,
Planaltina (DF), em área de Latossolo Vermelho
distrófico argiloso (teor de argila de 40 dag kg-1), com
menos de 5 % de declividade e que estava em pousio
por seis anos; anteriormente, a área havia sido
cultivada com cravo de defunto em testes de controle
de nematóides.
Antes da aplicação do biossólido, a análise de solo
(0-20 cm) indicou: pH = 5,45; Al = 0,13 cmol kg-1;
H + Al = 5,30 cmol kg-1; Ca + Mg = 3,95 cmol kg-1;
K = 0,12 cmol kg-1; V = 43,44 %; P = 2,46 mg kg-1 e
MO = 20,4 g kg-1.
O experimento constou de 10 tratamentos
arranjados em blocos casualizados, com três
repetições, assim denominados: (1) Testemunha
absoluta (TEST); três tratamentos com doses
crescentes de biossólido, denominados (2) LEB1, (3)
LEB2 e (4) LEB3, correspondentes a 54, 108 e
216 t ha-1 de biossólido úmido (90 dag kg-1 de água),
sem calcário aplicado ao solo; três tratamentos iguais
à primeira série do biossólido, denominados (5)
LEB4, (6) LEB5 e (7) LEB6, com calcário aplicado
na dose de 1,0 t ha-1 para elevar a saturação por
bases a 55 %; três tratamentos que receberam
adubação mineral completa, denominados (8) SFT1,
(9) SFT2 e (10) SFT3, com a mesma dose de calcário
e tendo como fonte de fósforo o superfosfato triplo.
As doses de fósforo definidas para os tratamentos
SFT1, SFT2 e SFT3 foram, respectivamente: de 115,
230 e 460 kg P2O5 kg ha-1.
Com base nos dados da análise química do
biossólido, da sua densidade e de seu conteúdo de
água, calcularam-se suas doses de modo a fornecer
o equivalente a 240, 480 e 960 kg P2O5 kg ha-1.
489
Quadro 1. Caracterização química do biossólido da
Companhia de Água e Esgoto de Brasília
(CAESB)
Propriedade
CAESB (1)
CPAC (2)
Conteúdo de água (g kg -1)
Matéria orgânica (g kg -1 )
Cinzas (g kg -1 )
pH
Cálcio (g kg -1)
Magnésio (g kg -1)
Potássio (g kg -1 )
Nitrogênio (g kg-1 )
Fósforo (g kg -1 )
Enxofre (g kg-1 )
Boro (g kg -1 )
Ferro (mg kg - ) 1
Cobre (mg kg -1 )
Zinco (mg kg -1 )
Manganês (mg kg-1)
Cromo (mg kg -1 )
Níquel (mg kg 1 )
Cádmio (mg kg -1)
Cobalto (mg kg -1)
Chumbo (mg kg -1)
Mercúrio (mg kg -1 )
800-860
450-600
350-400
7,8-8,0
40-50
2-5
2,0-4,0
45-65
20-40
82-122
Nd (3)
7000-11000
100-240
580-1500
110-190
48-56
2,5-5,2
< 20
<1
50
4
870 ± 60
625,3 ± 45
267,9 ± 37
5,8-7,4
26,8 ± 3,5
4,1 ± 0,2
1,8 ± 0,4
53,5 ± 6,3
17,5 ± 3,4
6,2 ± 0,6
22 ± 4
20745 ± 880
186 ± 21
1060 ± 230
143 ± 17
65 ± 7
5,0 ± 0,4
Nd (3)
Nd
Nd
Nd
(1)
Extraído de CAESB (1993) e Borges et al. (1995), teores expressos em base seca. (2) Laboratórios da Embrapa Cerrados
(lodo seco com 10 dag kg-1 de água; média de cinco subamostras).
(3)
Nd: não determinado.
Nos tratamentos LEB1, LEB2, LEB3, LEB4,
LEB5 e LEB6, o biossólido úmido foi aplicado numa
só vez antes do primeiro plantio. A adubação dos
tratamentos SFT1, SFT2 e SFT3 foi feita somente
com fertilizantes minerais aplicados na linha de
plantio na época da semeadura.
A uréia foi usada como fonte de nitrogênio na
dose de 100 kg ha-1 ano-1, sendo metade no plantio e
metade em cobertura, 40 dias após a emergência das
plantas, enquanto o cloreto de potássio, como fonte
de K2O, na dose de 80 kg ha-1 ano-1, aplicado na
semeadura; aplicou-se também FTE BR12 na dose
de 40 kg ha-1 somente antes do primeiro plantio.
Nos tratamentos SFT1, SFT2 e SFT3, a adubação
com superfosfato triplo só foi feita uma vez antes do
primeiro plantio e as de potássio e nitrogênio foram
feitas anualmente, nas mesmas doses. O biossólido
úmido foi aplicado ao solo em setembro de 1995,
usando-se a cuba de uma retroescavadeira, cujo
volume foi previamente determinado para garantir
a quantidade de lodo por parcela. O espalhamento
foi realizado com o auxílio de pás e enxadas e, após
um período de secagem (aproximadamente 15 dias)
para eliminação do excesso de água, aplicou-se o
calcário nos tratamentos de número 5 a 10; a seguir,
R. Bras. Ci. Solo, 26:487-495, 2002
490
J.E. SILVA et al.
toda a área foi trabalhada com arado de discos,
incorporando os materiais a uma profundidade
média de 20 cm. A variedade de milho usada foi o
Cargill 901C.
A partir do segundo ano, adotou-se o sistema de
plantio direto, não tendo os tratamentos com
biossólido recebido adição de lodo ou fertilizante. Nas
colheitas, somente os grãos foram removidos da área
experimental; todos os demais resíduos foram
devolvidos às respectivas parcelas. Os resultados
apresentados referem-se aos três primeiros anos.
Usou-se o pacote SAS (1989) para a análise
estatística univariada da produção de grãos,
aplicando-se, também, contrastes não-ortogonais
para análise de comportamento entre a testemunha
(TEST) e os grupos de tratamentos: lodo de esgoto
sem calcário (LEBS), lodo de esgoto com calcário
(LEBC) e adubação mineral (SFT). O efeito do lodo
na produtividade do milho foi também estudado em
curvas de respostas, ajustando-se regressões
polinomiais às médias de rendimento de grãos de
milho dos três anos, obtidas nos tratamentos 1, 2, 3
e 4 (TEST, LEB1, LEB2 e LEB3). A utilização do
P2O 5 como referência nas comparações entre a
adubação mineral e o biossólido foi feita, devido à
importância do fósforo na nutrição das plantas em
solos no Cerrado.
Sabe-se que a aplicação do biossólido, nas doses
utilizadas, adicionou ao solo doses elevadas de
nitrogênio. Entretanto, nem o delineamento nem
as condições experimentais permitiram avaliar as
perdas do nutriente, o que exigiria uma infraestrutura de controle mais adequada do que a
utilizada. A eficiência do biossólido (Efbios) em
relação ao superfosfato triplo foi obtida pela equação
Efbios = 100*(PB - PT)/(PS - PT), em que PB, PT e
PS representam, respectivamente, as produtividades
do milho no tratamento com biossólido, testemunha
e superfosfato triplo. A eficiência foi determinada
nos tratamentos com lodo LEB1 e LEB2, tendo como
base, respectivamente, os tratamentos com adubação
mineral SFT2 e SFT3, que são semelhantes em
relação às quantidades de P 2 O 5 aplicadas. A
incorporação de metais pesados (Cd, PB e Hg) foi
estimada a partir dos teores dos elementos
encontrados na análise fornecida pela CAESB.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Efeito do biossólido na produção de milho
A resposta da produtividade de grãos de milho à
aplicação do biossólido como fertilizante pode ser
analisada pela comparação individual das médias
(Quadro 2) e pelo teste dos contrastes (Quadro 3),
onde são comparados os grupos de tratamentos. Em
todos os anos, a produtividade da testemunha foi
significativamente inferior à dos demais tratamentos,
com exceção do terceiro ano de cultivo, em que a
testemunha não diferiu estatisticamente do
tratamento SFT1.
Comparando os efeitos pela análise de contrastes
aplicada a grupos de tratamentos (Quadro 3),
verificou-se que os três primeiros contrastes
mostraram que a produtividade da testemunha
Quadro 2. Produtividade e efeito residual do biossólido da CAESB no cultivo de milho
Nº
Tratamento P 2 O 5 adicionado
1995/1996
1996/1997
___________________________________________________________________
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
TEST
LEB1
LEB2
LEB3
LEB4
LEB5
LEB6
SFT1
SFT2
SFT3
C.V. (%)
0
240
480
960
240
480
960
115
230
460
3.190
5.433
5.696
6.863
5.208
5.497
6.350
5.425
5.596
5.750
e
cd
c
a
d
cd
b
cd
cd
c
11,3
kg ha -1 (1)
1.832
4.961
5.900
6.411
5.135
5.519
6.754
3.488
3.690
4.122
1997/1998
___________________________________________________________________
f
cd
abc
ab
cd
bc
a
e
e
de
8,11
Média
1.688
3.322
4.408
5.473
3.743
4.260
5.942
2.739
3.585
4.313
e
cd
bc
ab
cd
bc
a
de
cd
bc
10,82
2.237
4.576
5.335
6.251
4.696
5.092
6.349
3.884
4.290
4.728
f
cde
b
a
bcd
bc
a
e
de
bcd
8,4
Médias seguidas pela mesma letra, nas colunas, não são significativamente diferentes entre si (Tukey, p < 0,05).
Em que: LEB1, LEB2 e LEB3 correspondem a 54, 108 e 216 t ha-1 de lodo úmido, sem calcário, respectivamente; LEB4, LEB5 e
LEB6, as mesmas doses de lodo com calcário, respectivamente; e SFT1, SFT2 e SFT3 representam os tratamentos com adubação
mineral com doses de 115, 230 e 460 kg P2O5 ha-1, respectivamente.
(1)
Produtividade medida em massa de grãos.
R. Bras. Ci. Solo, 26:487-495, 2002
ALTERNATIVA AGRONÔMICA PARA O BIOSSÓLIDO... I - EFEITO NA PRODUÇÃO DE MILHO...
491
Quadro 3. Comparação dos grupos de tratamentos por contrastes não-ortogonais
Probabilidade (significância) do teste de F para contraste
Contraste (1)
TEST x LEBS
TEST x LEBC
TEST x SFT
SFT x LEBS
SFT x LEBC
LEBC x LEBS
1995/1996
1996/1997
1997/1998
Média
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,2130
0,0004
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,8156
0,0001
0,0001
0,0001
0,0005
0,0001
0,2349
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,9460
Em que: TEST, testemunha; LEBS, lodo de esgoto sem calcário; LEBC, lodo de esgoto com calcário e SFT, tratamentos com adubação
mineral. (1) A média do primeiro grupo de tratamentos (à esquerda) é menor do que a do segundo.
(TEST) foi sempre significativamente inferior à dos
tratamentos de lodo sem calcário (LEBS), lodo com
calcário (LEBC) e adubação mineral (SFT) durante
os três anos de cultivo (no quadro 3, em cada linha,
a média do primeiro grupo de tratamentos, à
esquerda, é menor do que a do segundo).
Os testes do quarto contraste (SFT x LEBS)
mostraram que a produtividade média obtida com
adubação mineral foi inferior à obtida com biossólido
sem calcário durante os três anos.
Já os testes do quinto contraste (SFT x LEBC)
mostraram que, no primeiro ano, não houve
diferença entre as produtividades, porém, a partir
do segundo ano, a adubação completa (SFT) passou
a apresentar produtividades menores em relação ao
biossólido com calcário (LEBC). Os testes do último
contraste (LEBC x LEBS) revelaram que, no
primeiro ano, a produtividade foi reduzida com a
adição do calcário ao lodo; entretanto, a partir do
segundo ano, o teste deixou de ser significativo, com
igualdade das produtividades, o mesmo acontecendo
com a média geral dos três anos de cultivo. Os
resultados do último contraste revelaram que a
adição de calcário (elevação da saturação por bases
e do pH) ao lodo provocou um efeito restritivo na
produtividade do milho no ano da incorporação e
mistura dos dois insumos. Esses resultados
confirmam o que já havia sido observado por Biscaia
& Miranda (1996) em teste da utilização da mistura
lodo e calcário na produção de milho.
A comparação de resultados apresentados neste
trabalho com os obtidos por outros pesquisadores
mostra certa dificuldade quanto à nomenclatura e
definição do conteúdo de água ou de matéria seca
no material aplicado. Na avaliação do efeito do
biossólido da ETE-Belém, no Paraná, na produção
de milho, Biscaia & Miranda (1996) utilizaram até
60 t ha-1 de lodo na base seca, atingindo 7,62 t ha-1;
essa produtividade é pouco superior à obtida com o
biossólido de Brasília, com o qual foram atingidas
6,8 t ha-1 no primeiro ano na dose de 216 t ha-1 de
lodo úmido, que corresponde a 24 t ha-1 de lodo seco
com 10 dag kg-1 de água.
Embora não seja possível precisar o conteúdo de
matéria seca presente no material usado por Biscaia
& Miranda (1996), a adição de 60 t ha-1 de lodo na
base seca requer quantidade bem maior de lodo
úmido, que é realmente o material que se aplica ao
solo.
No caso deste estudo, as doses de biossólido de
54, 108 e 216 t ha -1 com 90 dag kg -1 de água
correspondem, respectivamente, a 6, 12 e 24 t ha-1
no material com 10 dag kg-1 de água. Em outro teste
do biossólido na cultura do milho realizado no
Paraná, Lourenço et al. (1996) aplicaram até 70 t ha-1
de lodo úmido e obtiveram produtividade máxima
de 3,0 t ha-1, recomendando 66 t ha-1 como dose
adequada de biossólido para otimizar a produção de
milho no sistema da bracatinga.
A aplicação de uma curva de resposta da
produtividade do milho em relação às doses de
biossólido apresentou melhor ajuste aos dados com
a regressão polinomial de segundo grau expressa
pela equação Y = 2349,3** + 41,579**x - 0,1097**x2,
R2 = 0,9824**, em que Y representa a produtividade
e x, a dose de biossólido aplicado (Figura 1), sendo a
produtividade máxima atingida com a dose de
189,51 t ha-1 de lodo úmido.
A manutenção das produtividades de milho por
três anos, obtidas apenas com a aplicação de uma
dose única do biossólido da CAESB no primeiro ano,
sem o emprego de outro insumo, comprova o seu
efeito residual, mesmo na dose mais baixa. Para
alguns nutrientes, provavelmente, esses resultados,
podem ser explicados por suas quantidades contidas
no lodo. Assim, conforme o quadro 1, as doses de 54,
108 e 216 t ha-1 de biossólido úmido aplicadas ao solo
incorporaram 240, 480 e 960 kg ha-1 de P2O5 e 321,
642 e 1.284 kg ha-1 de N, respectivamente, muito
superiores às de adubações anuais de 100 kg ha-1
de N com fertilizantes comerciais. O mesmo
raciocínio pode ser aplicado aos outros nutrientes.
R. Bras. Ci. Solo, 26:487-495, 2002
492
J.E. SILVA et al.
PRODUTIVIDADE, kg ha-1
7.000
6.000
5.000
4.000
Y = 2349,3 + 41,579**x – 0,1097**x2
3.000
R2 = 0,9824**
2.000
1.000
0
0
50
100
150
200
250
DOSE DE BIOSSÓLIDO, t ha-1
Figura 1. Efeito do biossólido na produtividade do
milho.
No caso do potássio, as quantidades adicionadas,
13, 26 e 52 kg ha-1 de K2O, aparentemente não
seriam suficientes para a manutenção daquelas
produtividades, o que poderia gerar condições de
deficiência. Entretanto, em nenhum dos cultivos,
foi observado sintoma de deficiência visual do
nutriente. Ressalte-se que apenas o grão foi retirado
da área experimental e todos os outros resíduos
culturais foram mantidos no campo. Silva & Ritchey
(1982) mostraram que, do total do potássio
mobilizado pela planta de milho, 23 % são
acumulados no grão, enquanto o restante permanece
na palha da espiga, sabugo, colmo e folhas. É
provável que esse mecanismo de reciclagem tenha
possibilitado fornecimento de parte do potássio
exigido pela cultura.
Os resultados da análise de solo após o terceiro
cultivo (Quadro 4) mostram redução nos teores de
alguns nutrientes, como Ca + Mg na testemunha e
nos tratamentos que não receberam calcário; nos
demais, o teor manteve-se acima do que havia
inicialmente. O K, nas duas doses mais altas de lodo,
apresentou teor semelhante ao inicial; na
testemunha, na dose mais baixa de lodo e nos
tratamentos com adubação mineral, o teor foi menor
que o inicial. No caso do P, somente a testemunha
apresentou teor menor do que o inicial; nos
tratamentos com lodo, os teores de P foram maiores
do que nos tratamentos que receberam o superfosfato
triplo.
A análise de macro e micronutrientes na folha
do milho na época da floração no terceiro cultivo
(Quadros 5 e 6) mostra que, de acordo com os índices
apresentados por Malavolta et al. (1989), alguns
nutrientes em determinados tratamentos
apresentavam teores abaixo daqueles considerados
adequados. Apesar disso, as plantas do terceiro
cultivo não apresentaram sintoma visível de
deficiência de qualquer nutriente que pudesse
justificar a queda de produtividade ocorrida do
primeiro para o terceiro ano. Considerando que a
aplicação do biossólido foi realizada uma única vez
antes do primeiro plantio, é provável que o
esgotamento de alguns nutrientes em virtude da
falta de reposição e do desequilíbrio entre eles no
solo tenha causado a redução nas produtividades
ocorridas do primeiro para o terceiro ano, embora sem
qualquer reflexo das deficiências nutricionais, ainda
não manifestadas de forma crítica e aparente nos
tratamentos que receberam doses mais elevadas do
biossólido.
A eficiência do biossólido (valor fertilizante) no
fornecimento de fósforo para a cultura (Quadro 7)
aumentou do 1º para o 2º ano e decresceu no 3º, em
tendência semelhante para os tratamentos LEB1 e
LEB2, respectivamente, 54 e 108 t ha-1 de biossólido.
Embora no terceiro ano a eficiência tenha mostrado
equivalência no fornecimento de fósforo entre as
duas fontes, os resultados dos três anos evidenciam
Quadro 4. Análise química do solo, na camada de 0-20 cm, após a colheita do terceiro cultivo
Tratamento
pHH 2O
AL
Ca + Mg
__________________________________ cmol
K
kg-1
H + Al
___________________________________
P
MO
mg kg -1
g kg -1
Testemunha
5,18
0,503
2,106
0,067
6,153
1,98
21,7
LEB1(1)
5,37
5,22
5,08
5,70
5,72
5,38
5,78
5,67
5,72
0,347
0,588
0,598
0,172
0,113
0,305
0,132
0,158
0,128
2,918
2,861
2,922
4,198
4,732
4,248
4,528
4,373
4,385
0,077
0,105
0,117
0,088
0,125
0,112
0,076
0,084
0,092
5,867
7,637
7,761
5,574
5,717
7,157
5,436
5,560
5,480
20,91
28,44
79,34
18,71
27,31
78,31
5,31
5,34
5,08
24,54
27,05
25,85
25,4
26,7
27,7
25,3
25,3
26,2
LEB2
LEB3
LEB4
LEB5
LEB6
SFT1(2)
SFT2
SFT3
(1)
LEB: lodo de esgoto de Brasília (1, 2 e 3, doses de 54, 108 e 216 t ha-1 de biossólido úmido; 4, 5 e 6, mesmas doses, porém com
1 t ha-1 de calcário); (2) SFT: tratamentos com adubação mineral (1, 2 e 3, doses de P2O5, 115, 230 e 460 kg ha-1).
R. Bras. Ci. Solo, 26:487-495, 2002
ALTERNATIVA AGRONÔMICA PARA O BIOSSÓLIDO... I - EFEITO NA PRODUÇÃO DE MILHO...
493
Quadro 5. Teor dos macronutrientes na folha do milho na época da floração do terceiro cultivo (jan./1998)
N
P
Ca
Mg
___________________________________________________________________________ g
S
__________________________________________________________________________
Testemunha
12,80
1,58
3,29
2,12
9,76
0,54
LEB1
LEB2
LEB3
LEB4
LEB5
LEB6
SFT1
SFT2
SFT3
16,39
22,56
29,28
17,89
18,59
28,80
18,59
29,05
27,4
1,85
2,14
3,02
1,76
1,95
2,90
1,95
2,14
2,25
4,02
3,62
4,73
3,81
3,66
4,74
3,65
3,09
3,43
2,88
2,24
3,32
2,91
2,75
3,60
2,75
2,22
2,22
10,35
13,15
11,96
12,07
13,79
16,91
13,79
16,26
14,01
0,66
1,09
0,93
0,69
0,92
1,11
0,62
1,45
1,14
27,5-32,5
2,5-3,5
2,5-4,0
2,5-4,0
17,5-22,5
1,5-2,0
Teor adequado (1)
(1)
kg -1
K
Malavolta et al. (1989).
Quadro 6. Teor dos micronutrientes na folha do milho na época da floração do terceiro cultivo (jan./1998)
Cu
Fe
Zn
_____________________________________________________________________ mg
(1)
kg -1
Mn
B
_____________________________________________________________________
Testemunha
7,50
69,9
10,18
30,26
5,51
LEB1
LEB2
LEB3
LEB4
LEB5
LEB6
SFT1
SFT2
SFT3
7,12
7,15
11,31
7,23
7,58
10,48
7,58
11,78
11,24
113,1
161,5
200,4
67,9
75,8
115,3
75,8
106,4
165, 2
11,44
13,27
30,42
12,34
12,72
23,83
12,72
17,16
16,79
28,67
43,14
73,67
30,10
30,35
58,70
30,35
31,58
34,65
5,54
5,06
5,21
5,98
5,31
5,50
5,31
6,70
6,44
Teor adequado (1)
6-20
15-50
50-150
50-250
15-20
Malavolta et al. (1989).
que, até o terceiro cultivo, não houve limitações na
disponibilidade do nutriente para a cultura. A
redução no rendimento provavelmente ocorreu em
decorrência do esgotamento dos demais nutrientes
no solo atribuído ao cultivo contínuo, sem reposição
nos tratamentos com biossólido.
Incorporação de metais pesados
Uma das grandes preocupações com a utilização
do biossólido é a incorporação e acumulação de
metais pesados no solo, contaminando os produtos
agrícolas e os elementos da cadeia alimentar, com
severos riscos para a saúde humana. O biossólido
de Brasília, de acordo com os dados apresentados
pela CAESB (Quadro 1), contém < 20, 50 e 4 mg kg-1
de Cd, Pb e Hg, respectivamente. Os critérios da
USEPA 40 CFR Part 503 (EPA, 1994) estabelecem
que os teores máximos daqueles metais pesados
permitidos no biossólido destinado para uso agrícola
são, respectivamente, de 85, 840 e 57 mg kg-1 base seca,
respectivamente, para Cd, Pb e Hg. Portanto, os teores
daqueles metais pesados no biossólido de Brasília
estão muito abaixo dos níveis críticos restritivos para
sua aplicação ao solo. A aplicação de 54 t ha-1 de
biossólido úmido (LEB1) incorpora ao solo, até à
profundidade de 20 cm, cerca de 120, 300 e 24 g de
Cd, Pb e Hg, gerando uma concentração nominal no
solo de, aproximadamente, 0,060, 0,150 e 0,012 mg kg-1,
respectivamente, para cada um daqueles metais.
Segundo a EPA (1994), os níveis críticos
cumulativos desses elementos no solo são de 19,5,
150 e 8,5 mg kg-1, respectivamente. Isso significa
que apenas uma aplicação de 54 t ha-1 não causaria
risco ambiental de contaminação pelos três
poluentes. Para atingir os limites cumulativos
críticos, seriam necessários, respectivamente, 325,
R. Bras. Ci. Solo, 26:487-495, 2002
494
J.E. SILVA et al.
Quadro 7. Eficiência do biossólido como fornecedor de fósforo para o milho
Tratamento
1995/1996
1996/1997
________________________________________
1997/1998
Eficiência, %
Média
Coeficiente de
variação
________________________________________
%
LEB1
LEB2
115,7
92,0
173,0
169,3
97,0
100,8
128,6
120,7
31
35
Média
103,9
171,2
98,9
124,6
32
1.000 e 708 aplicações da dose de 54 t ha-1 de
biossólido com a composição química do utilizado
neste trabalho (Quadro 1).
LITERATURA CITADA
Por requerer menor quantidade de biossólido
para atingir o limite cumulativo crítico, o Cd, no
presente caso, é o poluente de referência para o limite
de aplicação. Portanto, desde que o esgoto de Brasília
não seja contaminado pelo lançamento de resíduos
industriais, a concentração de metais pesados no
biossólido não sofrerá alterações substanciais,
minimizando os riscos ambientais de contaminação
do solo pela sua utilização. Entretanto, é necessária
a realização de pesquisa específica para determinação
dos parâmetros de contaminação (retenção de metais
pesados em solos representativos) em nossas
condições, bem como de um monitoramento
sistemático dos níveis de metais pesados presentes
no biossólido e de sua acumulação nas áreas em que
ele estiver sendo aplicado.
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CONCLUSÕES
1. O biossólido úmido gerado na ETEN da
CAESB, nos três cultivos, forneceu quantidades
suficientes de nutrientes para a cultura do milho,
nas doses de 54, 108 e 216 t ha-1. A maior dose
forneceu quantidades adequadas dos macro e
micronutrientes, com exceção de K, S e B.
ha-1)
2. A menor dose utilizada (54 t
teve efeito
residual até o terceiro ano após sua aplicação, com
produtividade média de 4.700 kg ha-1 de grãos de
milho. A produção máxima seria obtida com uma
dose estimada de 189,51 t ha-1 de biossólido úmido.
3. A eficiência do biossólido como fonte de fósforo
ao milho foi superior em 25 % à do superfosfato
triplo.
4. Os níveis dos metais pesados (Cd, Pb e Hg) no
biossólido gerado nas ETEs de Brasília mostraramse abaixo dos níveis críticos restritivos para sua
utilização agrícola, o que permite sua aplicação ao
solo dentro de limites toleráveis de impacto
ambiental.
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